¿Pueden ser las células solares más rentables y eficientes?

El proyecto del investigador de la UPM, Sergio Fernández Garrido, premiado con una Consolidator Grant en la convocatoria de 2022, permitirá abrir una novedosa vía en nanomateriales que potencialmente mejorará la eficiencia de las células solares basadas en silicio.

21.02.2023

El proyecto MIRACLE ha recibido la financiación del Consejo Europeo de Investigación (ERC) para explorar cómo combinar la eficiencia y estabilidad de las células solares tándem basadas en semiconductores III-V con la rentabilidad económica de la tecnología de silicio. En palabras de su investigador principal, Sergio Fernández Garrido, “de resultar exitoso este proyecto, no sólo tendrá un fuerte impacto sobre la industria fotovoltaica, sino que también abrirá las puertas a la integración de otros dispositivos optoelectrónicos sobre silicio, como puedan ser láseres y fotodetectores, elementos básicos en diversas aplicaciones, y fundamentales para el desarrollo de circuitos fotónicos integrados”.

La concesión de la Consolidator Grant del ERC, permitirá a este investigador del Instituto de Sistemas Optoelectrónicos y Microtecnología (ISOM) y del Departamento de Ciencia de Materiales de la ETSI de Caminos, Canales y Puertos de la UPM crear, durante 5 años, un equipo de investigación compuesto por dos postdoc y tres doctorandos, además de varios investigadores del ISOM. Igualmente, permitirá adquirir el equipamiento necesario para hacer realidad este proyecto “un sistema de epitaxia de haces moleculares, difícilmente financiable con cargo a los programas estatales de investigación debido a su elevado coste (> 1 millón de euros), el cual permitirá controlar y variar la composición de la materia a escala atómica”.

Distintos niveles de impacto del proyecto MIRACLE

El potencial impacto de MIRACLE podrá ser enorme, no solo a nivel científico en el desarrollo y estudio de nuevos materiales III-V nanoestructurados, sino también a nivel social y comercial. Por ejemplo, las nuevas células tándem de doble y triple unión que se pretenden fabricar sobre silicio a modo de prueba de concepto tienen eficiencias teóricas máximas de hasta un 47%, lo que permitirá reducir la superficie de las placas fotovoltaicas y por tanto su impacto medioambiental. Además, del aumento en la producción de energía por unidad de superficie, se podrán beneficiar sectores o aplicaciones que tienen restricciones de espacio como es el caso de la automoción, aeronaves no tripuladas, generadores portátiles y los sistemas fotovoltaicos en tejados de edificios.

Sistema de epitaxia de haces moleculares similar al que será empleado en MIRACLE para el desarrollo de nuevos materiales III-V estructurados a escala atómica con el objetivo de ser empleados para la fabricación de células tándem en combinación con células comerciales de silicio

Trayectoria científica de alto potencial y liderazgo

Sergio Fernández Garrido es investigador Ramón y Cajal en el ISOM y miembro del Departamento de Ciencia de Materiales de la UPM desde julio de 2022. Se licenció en Ciencias Físicas con especialidad en Óptica y Estructura de Materia en la UAM en 2003 y recibió el título de doctor por la UPM en 2009. Durante sus años de doctorado en el ISOM, fue investigador visitante en el Solid-State Lighting and Display Center en la Universidad de California Santa Barbara y en el High-Pressure Research Center de la Academia Polaca de Ciencias. En 2010 se incorporó al centro de investigación Paul-Drude-Institute de Berlín en el que permaneció hasta 2018, año en el que regresa a España con un contrato RyC.

A lo largo de su carrera, ha participado en más de 20 proyectos de investigación, publicado más de 90 artículos científicos y sido coautor de 2 patentes internacionales. Su investigación científica se ha focalizado en el desarrollo de semiconductores III-V nanoestructurados para aplicaciones electrónicas y optoelectrónicas, centrándose, durante los últimos años, en los campos de la energía solar fotovoltaica y las comunicaciones cuánticas.

El ERC, las ayudas Consolidator y participación reciente de la UPM

El Consejo Europeo de Investigación, creado por la Unión Europea en 2007, es la principal organización europea de financiación de la investigación de excelencia en todas las áreas del conocimiento, representado, en el actual Programa Marco, Horizonte Europa, el 17% del presupuesto general.

Las Consolidator Grants (CoG) del ERC apoyan a investigadores que hayan demostrado ya independencia científica, alto potencial de liderazgo y estén en el momento de consolidar sus propios grupos o líneas de trabajo.

Los candidatos tienen que demostrar el carácter innovador, la ambición y la viabilidad de su propuesta científica, pudiendo solicitar hasta 2 millones de euros por un periodo de 5 años y con una entidad de acogida en la que ejecutar el proyecto en la Unión Europea o países asociados.

En total, 321 proyectos han conseguido financiación en la convocatoria de 2022 de CoG, con una tasa de éxito del 14,4%, 24 de ellos en entidades españolas y dos en la UPM. Los investigadores que han conseguido financiación (grantees) son de 37 nacionalidades distintas, que serán acogidos en instituciones en 21 países miembros y asociados distintos.

Además del proyecto MIRACLE de Sergio Fernández Garrido, la UPM también será la institución de acogida para el proyecto off-shore de Esteban Ferrer (Escuela Técnica Superior de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio).

Ambos se suman, por tercer año consecutivo, a los proyectos que han conseguido financiación del ERC anteriormente: CausT de Javier Jiménez Sendín (ETSIA) en la modalidad Advanced (AdG) en 2020 y ECCO de Ángel Goñi-Moreno (CBGP) en la modalidad CoG en 2021.